世界海洋油气勘探技术有什么?

如题所述

海洋勘探开发始于20世纪初。从那以后,随着技术的进步,深水的定义在不断扩大。在1998年以前,只要离开大陆架即水深大于200米,就认为是深海。1998年以后水深扩大到300米,而现在普遍认为水深大于500米为深水。
技术的进步使得钻井越钻越深。始于20世纪40年代的海上石油工业用了近30年的时间实现了在100米深水区生产油气,又用了20多年达到近2000米深的海域,而最近油气生产已接触3000米深的水域。尤其在钻井、浮式生产系统和海底技术方面的改进和创新,大大降低了深水油气勘探开发的资本支出和作业支出。1998年以来,深水油气勘探开发的平均资本费用呈下降趋势,每桶石油的资本支出已从10年前的6美元/桶下降到现在的不到4美元/桶。深水油气勘探开发项目的综合成本与浅水项目越来越接近。深水油气项目的开发周期(从发现到油气投产)越来越短,20世纪90年代后期发现的油气田一般在5 ~6年投入生产,而10年前至少需要8年时间。随着深水基础设施的不断完善,开发周期还可能进一步缩短。
深海石油的勘探开发是石油工业的一个重要的前沿阵地,是风险极高的产业。虽然国际上诸如北海、墨西哥湾、巴西以及西非等地深海石油开发已经有了极大的发展,但代价是极高的。与大陆架和陆上勘探钻井作业相比,深水作业的施工风险高、技术要求高、成本非常昂贵,因而资金风险也极高。
深海油气资源勘探最直接的风险是极大的施工风险。海洋平台结构复杂、体积庞大、造价昂贵,技术含量高特别是与陆地结构相比,它所处的海洋环境十分复杂和恶劣。风、海浪、洋流、海冰和潮汐等时时作用于平台结构,同时还受到地震、海啸作用的威胁。在此环境条件下环境腐蚀、海生物附着、地基泥层冲刷和基础动力软化结构材料老化、构件缺陷、机械损伤以及疲劳和损伤累积等不利因素都将导致平台结构构件和整体抗力的衰减,影响结构的服役安全度和耐久性。
虽然深水油气勘探开发的风险很大,但所获得的回报也很大。浅水油气田的总储量虽然仍占主导地位,但主要是与中东一些特大型油田所占的比重有关。然而,深水油气田的平均储量规模和平均日产量都明显高于浅水油气田。因此,尽管深水油田勘探开发费用显著高于浅水,但由于其储量和产量高,使得单位储量的成本并不很高,这才吸引了许多油公司都去深海“寻宝”。
随着海上油气开发的不断发展,海洋石油工程技术发生着日新月异的变化,在深水油气田开发中,传统的导管架平台和重力式平台正逐步被深水浮式平台和水下生产系统所代替,各种类型深水平台的设计、建造技术不断完善。目前,全世界已有2300多套水下生产设施、204座深水平台运行在全世界各大海域,张力腿平台(TLP)最大工作水深已达到1434米,SPAR为2073米,浮式生产储油装置(FPSO)为1900米,多功能半潜式平台达到1920米以上,水下作业机器人(ROV)超过3000米,采用水下生产技术开发的油气田最大水深为2192米,最大钻探水深为3095米。
与此同时,深水钻井装备和铺管作业技术也得到迅速发展,全世界已有14艘在役钻探设施具备进行3000米水深钻探作业能力,第5代、第6代深水半潜式钻井平台和钻井船已在建造中。第6代深水钻井船的工作水深将达到3658米,钻井深度可达到11000米;深水起重铺管船的起重能力达到14000吨,水下焊接深度为400米,水下维修深度为2000米,深水铺管长度达到12000千米。
国际上地震技术发展迅速,先进的计算机大量投入使用,目前可视化、虚拟现实技术等已经初步实现:Landmark公司研制了3DVI和Voxcube等三维体积解释软件和立体动画软件;Geoquest研制了GeoViz人机交互性三维解释软件;Paradigm公司研制了VoxelGeo;DGI公司研制了EarthVision;Photo公司研制了3Dviz三维可视化软件。
在虚拟现实方面,ARCO公司和Norsk Hydro公司开发建立了沉浸式虚拟现实系统,Texaco公司开发建立了虚拟现实可视厅,Alternate Realities股份有限公司开发建立了可视穹(VisionDome),美国SGI公司建立了一个专门的演示厅,IBM公司开发建立了可以用来再现4D地震油藏模拟现实的虚拟现实系统,斯伦贝谢的Geoquest公司等目前也在开发虚拟现实系统等。
在地震属性获取方面,国际上从60年代的直接烃类检测、亮点,到70年代的瞬时属性或复数道分析,80年代的多属性分析,直至90年代的多维属性(如倾角、方位和相干等)分析。目前,从地震资料里获取有关时间、振幅、频率、吸收衰减等方面的地震属性已多达70多种,包括了运动学和动力学属性、几何属性以及物理属性等。
国外地球物理研究关注的热点:国外石油地球物理勘探以海上地震勘探技术研究最具代表性。一方面墨西哥湾、北海具有典型的勘探复杂性;另一方面美国、英国等国家科技发达、人才济济,其地球物理理论与技术水平基本代表国际现状。墨西哥湾、北海的勘探目标主要是盐丘及其周边地层、裂隙油气藏、老油田剩余油分布,主要面临四个理论与技术问题:(1)复杂介质中地震波传播理论及正演模拟;(2)盐丘构造的地震成像;(3)信噪比提高与弱信号提取;(4)复杂储层与油气识别。围绕着这三方面,国外地球物理理论技术发展迅速。
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